3.6
熵在状态函数中具有独特性,因为它具有可测量的绝对值。
我们通过玻尔兹曼关系式定义该值:绝对熵与可能的微观状态数或粒子排列方式的自然对数成正比。
当充满气体的容器膨胀时,更大的体积使得能级间距更小,即使在相同温度下也能有更多的能级被占据。这增加了系统可及的微观状态总数,从而提高了系统的熵。
在绝对零度下,所有热运动都会停止。在理想有序的晶体中,原子以唯一且特定的方式排列。由于仅存在一种可能的微观状态,其自然对数为零,因此熵也为零。这就是热力学第三定律。
然而, "完美晶体" 是一种理想状态。实际上,即使在0开尔文时,残余熵仍可能存在。这种情况发生在分子可以处于多种排列方式时 "冷冻的" 在不同取向下,例如一氧化碳分子朝向随机方向,这种持续的无序状态意味着熵值仍略高于零。
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